Le système de soutien d'un puits d'attaque ou de réception Le choix dépend de la profondeur, du diamètre, des caractéristiques géotechniques, du niveau de la nappe phréatique, de la perméabilité, de l'espace disponible, des charges avoisinantes, du délai, de la méthode d'excavation et de la fonction du puits dans le cadre du chantier. Il n’existe pas de solution unique : le soutènement doit garantir la stabilité, l’étanchéité, la sécurité d’accès et la capacité à supporter les poussées, les équipements et les opérations d’enfoncement ou de réception du tunnelier.
Dans les projets de puits d'entraînement vertical et microtunnelier, le fonçage de tuyaux y le microtunnelage dans les applications terrestres et souterraines, le puits de départ nécessite généralement plus d'espace et une plus grande résistance en raison du châssis de poussée, tandis que le puits d'arrivée est principalement conçu pour accueillir, démonter ou extraire la foreuse et réaliser le raccordement final.
Critères de choix du système de soutènement du puits
La sélection doit reposer sur un examen technique portant sur :
- Type de sol : roche, argile, sable, gravier, remblai ou sol mixte.
- Profondeur et diamètre du puits.
- Niveau de la nappe phréatique, pression de l'eau et perméabilité.
- Stabilité du fond et risque de siphonnage.
- Charges à proximité : bâtiments, routes, voies, réseaux ou ouvrages.
- Espace disponible pour les machines et le stockage.
- Nécessité d'assurer l'étanchéité à l'entrée et à la sortie du tunnelier.
- Méthode d'excavation et type de tunnelier.
- Poussées du châssis dans le puits d'attaque.
- Délais, accessibilité et contraintes urbaines ou environnementales.
Systèmes courants en fonction du terrain
| État du terrain | Systèmes de soutien courants | Note technique |
|---|---|---|
| Roche solide | Excavation avec des ancrages, du gunite, des poutres en treillis ou un soutènement localisé | Cela peut nécessiter moins de confinement, mais il faut vérifier la fracturation, les coins et les infiltrations d'eau |
| Argiles cohésives stables | Anneaux préfabriqués, blindage, pieux, parois moulées ou murs réalisés par étapes | La stabilité dans le temps dépend de la profondeur, de l'humidité et de la durée d'exposition |
| Sables, graviers ou sols granulaires | Pieux de drainage, rideaux de paroi, palplanches, blindage fermé ou traitements préalables | Ils nécessitent généralement une gestion de l'eau et un confinement pour éviter l'érosion du sol |
| Remplissages hétérogènes | Pieux de drainage, rideaux de protection, blindage rigide, jet grouting ou remplacement localisé | Risque élevé de défaillances, de blocages, de lacunes, de faible résistance et de comportement imprévisible |
| Terrains présentant un niveau phréatique élevé | Écrans, pieux de drainage, palplanches, bouchon de fond, jet grouting, injections ou pompage contrôlé | L'étanchéité et la stabilité de la base sont essentielles |
| Environnements urbains avec des services à proximité | Pieux de drainage, rideaux de protection, systèmes rigides et auscultation | La priorité est donnée à la limitation des déformations et à la protection des infrastructures existantes |
| Puits provisoires moins profonds | Blindage métallique, caissons, anneaux ou systèmes modulaires | Solution dépendant de la profondeur, des charges et de la sécurité d'accès |
Systèmes de soutien les plus couramment utilisés
Écrans continus ou murs-écrans :
Elles conviennent aux puits profonds, aux environnements urbains, aux terrains humides ou lorsqu'il est nécessaire de limiter les déformations. Elles peuvent offrir une bonne rigidité et une bonne étanchéité, en fonction des joints, de la profondeur et de l'encastrement.
Piliers sécants ou tangents :
Fréquemment utilisés sur des terrains hétérogènes, des remblais, dans les zones urbaines ou dans des puits où l'espace est limité. Les pieux de drainage permettent un meilleur contrôle des eaux que les pieux tangents et peuvent être associés à des poutres de liaison, des anneaux ou des dalles.
Palplanches :
Ils peuvent s'avérer utiles dans certains types de sols et à certaines profondeurs, notamment lorsqu'il faut agir rapidement et que l'espace nécessaire à l'enfoncement ou à la vibration est disponible. Leur utilisation doit être réévaluée en présence de réseaux sensibles, de vibrations, de blocs rocheux, de roche ou de contraintes urbaines.
Anneaux préfabriqués ou voussoirs de puits :
Systèmes à anneaux pouvant être utilisés dans des puits circulaires, en fonction du diamètre, de la profondeur, du type de sol et de la méthode d'excavation. Ils permettent d'obtenir une géométrie contrôlée et peuvent être intégrés à des accès et des raccordements.
Blindage métallique ou systèmes modulaires :
Conviennent aux puits peu profonds ou aux interventions provisoires, à condition que le sol, les charges et le niveau de la nappe phréatique soient compatibles.
Soutènement par gunite, boulons et poutres en treillis :
Plus courant sur la roche ou sur un terrain suffisamment solide. Nécessite de vérifier la stabilité des blocs, la présence de fissures et d'eau, ainsi que la sécurité pendant le creusement.
Jet grouting, injections ou bouchon de fond :
Ils ne constituent pas toujours le support principal, mais sont utilisés pour améliorer le sol afin d'augmenter sa résistance, de réduire sa perméabilité, de contrôler les infiltrations d'eau ou de stabiliser le fond du puits.
Différences entre un puits d'attaque et un puits de réception
Le arbre d'attaque Il doit résister aux contraintes exercées par le châssis de poussée, permettre le passage des canalisations, accueillir les équipements hydrauliques, les systèmes de guidage, les opérations d'extraction des matériaux et les opérations de montage. C’est pourquoi sa résistance doit être vérifiée face aux poussées, aux charges de grue, à l’exploitation des canalisations, à la stabilité du fond et à la sécurité au travail.
Le puits de réception Elle peut présenter moins d'exigences logistiques, mais doit permettre l'arrivée précise du tunnelier, ainsi que son retrait, son démontage ou son raccordement final. Dans les deux cas, l'étanchéité au point d'entrée ou de sortie du tunnelier est essentielle, en particulier lorsque la nappe phréatique est haute ou que les sols sont perméables.
Quels risques permet d'éviter un soutien adéquat ?
Une conception adéquate du système de soutien permet d'éviter :
- Effondrements ou instabilité des murs.
- Infiltration d'eau non maîtrisée.
- Pompage ou relevage du fond.
- Déformations pouvant affecter les services situés à proximité.
- Tassements au niveau des chaussées, des bâtiments ou des infrastructures.
- Défauts au niveau du point d'entrée ou de réception du tunnelier.
- Absence de réaction au niveau du châssis de poussée.
- Risques liés à la sécurité lors des opérations de levage, de montage et d'exploitation.
- Retards et surcoûts liés aux mesures correctives.
Au Traversées d'infrastructures Dans les zones urbaines, les travaux de soutènement doivent être coordonnés avec le plan de surveillance, les autorisations, la circulation, les accès et la protection des réseaux existants.
Liste de contrôle minimale pour le choix d'un système de soutènement de puits : géotechnique, profondeur, diamètre, nappe phréatique, perméabilité, pression de l'eau, charges avoisinantes, réseaux concernés, type de puits, poussées prévues, espace disponible, engins, méthode d'excavation, nécessité d'étanchéité, stabilité de la base, surveillance et plan d'urgence.
Demander un contrôle technique des structures de soutènement des puits d'attaque et de réception avant de définir les travaux de génie civil annexes, la méthode d'excavation ou l'appel d'offres.
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